机械设备3种主要失效形式是磨蚀、磨损和断裂，其中磨损造成的经济损失时巨大的。据有关数据统计，全球约有1/3~1/2的能源被消耗在摩擦上，转化为热能，由于摩擦导致的磨损失效占设备损坏的70%~80%，每年损失都在上千亿美元。在工况复杂且苛刻的条件下，特别是在高速、高温、高压等条件下工作的零件，往往会因其表面磨损而造成零件报废，导致设备停用，影响人类的生产活动。因此进行材料摩擦磨损的研究意义十分重大。

　　矿山机械中的提升机、破碎机、穿孔机、洗选和矿山专用起重设备及其一些辅助装置，应用液压传动的较多，且多在井下作业，周围环境恶劣，设备收冲击和振动大，液压元件磨损较为严重。内燃机也是矿山机械中常用的一种动力机构，它可以在高温、高压和受力比较复杂、还受各种振动的条件下工作。数据显示，内燃机摩擦有50%~60%消耗在缸套-活塞的摩擦副中。改善摩擦磨损，有利于提高系统的使用寿命，本文对矿山机械液压泵和内燃机的摩擦磨损进行了分析和探讨。

　　液压泵的摩擦磨损分析液压元件两相互摩擦表面中，微小硬质点不断滑磨较软材料表面，划出沟纹，使得液压泵泄露增大，减小液压泵的容积效率，造成流量及压力减小。

　　在污染的油液中，金属颗粒约占75%，尘埃约占15%，其他杂质约占10%.可见，固体颗粒危害最大。颗粒污染物的硬度、破碎强度、形状、尺寸大小及分布等特性对元件的污染磨损有直接的影响，实验结果表明，泵的磨损与颗粒污染物的磨损性有很大关系，在试验污染物中煤粉的磨损性最小，淬火钢粉的磨损性最大。这与摩擦磨损理论是相符合的，材料抵抗磨损主要取决于磨粒硬度和材料表面硬度和耐磨性。

　　根据鲍顿和泰伯提出的粘着-犁沟摩擦理论，在液压泵的两表面接触时，在载荷作用下，某些接触点的单位压力很大，发生塑性变形，这些点将牢固的粘着，使两表面形成一体，称为粘着或冷焊。当一表面相对另一表面硬一些，则硬表面的粗糙微凹体顶端将会在较软表面上产生犁沟。

　　矿山机械液压泵往往工作于压力高、流量大、温度高，表面形成的润滑油膜，特别是物理吸附膜和化学反应膜，会在高温下解附。并且在重载下，将润滑油膜挤破，使得摩擦表面直接接触即干摩擦。由表面膜效应知，表面膜的剪切强度小于金属剪切强度，当表面膜消失时，摩擦系数迅速增大，使液压元件表面温度进一步升高，当温度很高使材料软化，导致粘着磨损的发生。例如，柱塞泵体中的柱塞与缸孔正常工作处于液体润滑状态，当存在制造误差与安装误差时，造成摩擦表面直接接触，导致粘着磨损的发生。

　　油液中的空气也会引起液压元件的侵蚀磨损。气体在油液中的存在形式有两种：一、气体溶解在油液中，气体的溶解度也油液的压力有关，气体随着油压增大，溶解增强。二、气体混杂在液体中。在液压泵工作过程中，油液压力发生不断地波动，当压力降低到一定程度，油液中溶解的气体将会释放，并在元件壁上形成气泡，而当压力增大到大于气泡内的压力时，气泡爆破，产生瞬间压力冲击，冲击压力可以达到几百兆帕，使液压元件产生金属疲劳，金属表面剥落或出现孔洞。从金属表面掉下的金属磨粒进人油液中，造成进一步的磨损。

　　内燃机的摩擦磨损分析内燃机在井下作业，由于工况复杂，条件苛刻，加工工艺较差，表面粗糙度较大，在元件回转过程中产生大量的磨粒和磨屑，加之，井下灰尘浓度高，进人气缸内，从而加剧内燃机的磨损；燃烧后的残渣和积碳，对缸套内壁和活塞环表面，产生的微切削、刮伤、压伤和疲劳破坏，都是材料磨损的主要形式。

　　工作时，随着颗粒速度和浓度增加，当缸体内压力增加时，材料表面接触应力增加，磨粒在两表面之间来回摩擦，导致磨损增加。磨粒的形态有球形状、层状等，污染颗粒有尘埃、金属粉、煤屑、石棉纤维、滤器材料、密封材料等。磨粒的形状、大小和磨屑的成分及含量可用铁谱法和光谱法进行测量，但使用铁谱法主要依赖于个人经验和抽取合适的油样。

　　粘着磨损主要发生于机器的跑和阶段，由于表面粗糙度大，实际接触面积仅有名义接触面积的0.01%~0.1%，微凸体在强大的压力下，产生塑性变形并接着产生粘着磨损，磨损率是正常工作的50~100倍，磨去最大峰高度的65%~75%.因此，内燃机在跑和阶段若磨合不当就会造成严重的粘着、胶合并发生拉缸，使内燃机报废。

　　为防止擦伤和疲劳磨损，可以对缸体表面进行各种处理，如渗碳、渗碳、PCD、CVD等，增加表面硬度，增强表面耐磨性；为减少磨粒在材料表面磨出沟槽，降低内燃机的密合性，可减小发动机的耗油量。

　　矿山机械在实际工作过程中，上述摩擦磨损往往同时发生，或交替产生，不同机械元件磨损机理不同，需要对各元件做具体的综合分析。分析机械中的摩擦磨损现象，并有效避免，对于提高机械使用寿命有着重要的意义。g